船舶電力系統(tǒng)諧波干擾抑制方法分析

1、    船舶電力系統(tǒng)諧波干擾抑制方法分析    季文宇摘 要：傳統(tǒng)船舶電力諧波干擾抑制方法的擾動(dòng)抑制效果可靠性不高，易造成逆變器輸出諧波的紊亂調(diào)節(jié)。為解決上述問(wèn)題，設(shè)計(jì)一種新型的船舶電力系統(tǒng)諧波干擾抑制方法。接下來(lái)，就船舶電力系統(tǒng)諧波干擾抑制方法展開(kāi)論述。關(guān)鍵詞：船舶電力系統(tǒng);諧波干擾;抑制方法引言：無(wú)論在什么行業(yè)中，諧波引發(fā)的設(shè)備故障和事故都是十分嚴(yán)重的。這些事故同樣也嚴(yán)重影響了船舶電力系統(tǒng)以及生產(chǎn)設(shè)施的正常運(yùn)行。為避免上述情況的出現(xiàn)，在保持傳統(tǒng)船舶電力諧波干擾抑制方法應(yīng)用優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，通過(guò)電壓定向矢量控制等手段，建立一種新型的船舶電力系統(tǒng)諧波干擾抑制

2、方法，并通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)的方式，突出該新型方法的實(shí)用性價(jià)值。1 諧波危害（1）因?yàn)閷?shí)際的地與電氣設(shè)備自身產(chǎn)生的接地電流之間會(huì)存在一個(gè)電壓差，因此很容易會(huì)使電氣設(shè)備出現(xiàn)故障。由于各種電氣元件的不斷變化，從而會(huì)導(dǎo)致電壓產(chǎn)生短暫的變化，最終將會(huì)導(dǎo)致燈光的頻閃，如果頻閃過(guò)度的話將會(huì)對(duì)人體造成傷害。（2）由于在諧波電壓的作用下，電氣設(shè)備會(huì)產(chǎn)生附加的能量損失，所以電力設(shè)備會(huì)產(chǎn)生很多熱量，從而會(huì)使設(shè)備的老化變得更加迅速。大量的諧波電流很可能會(huì)導(dǎo)致電氣設(shè)備與系統(tǒng)其他電氣元件之間產(chǎn)生諧振，使之與電氣設(shè)備在回路中連接的配電設(shè)備因電壓閃變而過(guò)載，從而會(huì)導(dǎo)致電氣設(shè)備損壞。（3）諧波會(huì)影響人們正常工作和日常生活的平穩(wěn)進(jìn)行，

3、還會(huì)導(dǎo)致電氣設(shè)備產(chǎn)生大量的熱量，從而會(huì)降低電氣設(shè)備的使用效率。諧波不僅會(huì)使計(jì)算機(jī)在相關(guān)的數(shù)據(jù)遺失后操作出現(xiàn)錯(cuò)誤，還會(huì)減少電氣設(shè)備的使用壽命等。其中對(duì)白熾燈光源有著很多的影響，如果設(shè)備中的諧波導(dǎo)致電器電壓增加，那么將會(huì)降低電力系統(tǒng)中白熾燈的使用壽命。2 船舶電力系統(tǒng)諧波功率分析2.1諧波電流計(jì)算在船舶電力系統(tǒng)諧波功率分析的過(guò)程中，應(yīng)該清晰掌握諧波電流的流動(dòng)趨勢(shì)，并根據(jù)微觀參數(shù)的走向情況，完成對(duì)電流統(tǒng)計(jì)參數(shù)的計(jì)算處理。在船舶電力系統(tǒng)處于正常供電的情況下，諧波電流的變化范圍受到負(fù)序電子、正序電子帶電量比值的直接影響，且隨著該比值的增大，諧波電流的計(jì)算量也呈現(xiàn)逐漸增大的變化趨勢(shì)。2.2諧波電壓計(jì)算船舶

4、電力系統(tǒng)的諧波電壓能對(duì)干擾抑制算子進(jìn)行清晰描述，且該項(xiàng)參數(shù)作為船舶電力系統(tǒng)的屬性原量，不會(huì)隨著逆變波長(zhǎng)、輸電弧長(zhǎng)等數(shù)值的變化而出現(xiàn)偏移。船舶電力系統(tǒng)的諧波電壓在短周期內(nèi)可以保持一定的非線性變動(dòng)狀態(tài)，且隨著系統(tǒng)輸電時(shí)間的增加，諧波電壓的峰值與谷值始終保持相同的變化趨勢(shì)，且在這種逆變周期的影響下，船舶電力諧波的干擾抑制系數(shù)會(huì)受到三相電壓的平衡抑制。3 新型電力諧波干擾抑制方法搭建在船舶電力系統(tǒng)諧波功率分析的基礎(chǔ)上，通過(guò)電壓定向矢量控制、電力諧波的拓?fù)浞治觥⒏蓴_檢測(cè)算子計(jì)算三個(gè)主要環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)新型干擾抑制方法的順利應(yīng)用。3.1船舶電壓定向矢量抑制船舶電壓定向矢量控制的基本數(shù)學(xué)思想是對(duì)諧波逆變器的輸出期

5、望進(jìn)行并網(wǎng)轉(zhuǎn)換，并在新坐標(biāo)中定義矢量方向內(nèi)部的有功電流，且與有功電流持對(duì)立關(guān)系的即為船舶電力系統(tǒng)的無(wú)功電流。再通過(guò)不斷調(diào)節(jié)諧波電壓環(huán)中的參數(shù)設(shè)定情況的方式，完成對(duì)船舶電壓的定向矢量控制。3.2電力諧波的拓?fù)浞治龃半娏χC波的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分為并聯(lián)型和串聯(lián)型兩大類。其中，并聯(lián)型船舶電力諧波具備獨(dú)立的 apf 設(shè)備，可產(chǎn)生大量的干擾抑制算子。且通過(guò)這種形式接入船舶電力系統(tǒng)的電力諧波不需承擔(dān)系統(tǒng)中的線路負(fù)載。這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行直接的諧波補(bǔ)償，因此對(duì)干擾抑制濾波器原件的要求相對(duì)較高。串聯(lián)型船舶電力諧波主要用于對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行干擾調(diào)節(jié)，能夠?qū)δ孀兤鬟M(jìn)行基礎(chǔ)補(bǔ)償操作，相當(dāng)于一個(gè)具備供電功能的電壓源。ap

6、f 設(shè)備不再具備主要的調(diào)節(jié)功能，而是對(duì)船舶電力系統(tǒng)諧波的干擾抑制起到一定的輔助作用。3.3干擾檢測(cè)子計(jì)算干擾檢測(cè)子計(jì)算是船舶電力系統(tǒng)諧波干擾抑制方法搭建的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在船舶電壓定向矢量控制結(jié)果保持穩(wěn)定的條件下，干擾檢測(cè)子僅受到諧波抑制時(shí)間的影響。4諧波的治理措施4.1優(yōu)化整流裝置優(yōu)化整流裝置對(duì)于船舶電力系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是最行之有效的措施。船舶也可以針對(duì)企業(yè)實(shí)際情況對(duì)整流裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造或改進(jìn)，從而達(dá)到提升其控制精度并減少配電系統(tǒng)中諧波電流的目的。企業(yè)可以從以下兩個(gè)角度來(lái)進(jìn)行整流裝置的改造與完善：（1）通過(guò)改變換流器相數(shù)、減小觸發(fā)角的方式優(yōu)化整流裝置。一般從理論上來(lái)分析，整流器的交流內(nèi)測(cè)只會(huì)具有相數(shù)

7、任何整數(shù)倍的特征諧波分量，其數(shù)值誤差可以控制在正負(fù)一次以內(nèi)。但這種方式只適用于三相負(fù)載完全平衡的情況下。（2）通過(guò)改變整流變壓器的接線方式來(lái)治理配電系統(tǒng)中的諧波。船舶電力系統(tǒng)的變壓器在一般情況下都是以三角形的形式連接在一起。所以我們可以選其中兩臺(tái)用星形的形式將其連接起來(lái)，從而讓變壓器具備十二脈波整流裝置的功能，并達(dá)到消除系統(tǒng)中諧波電流的目的。4.2 安裝濾波設(shè)備船舶在了解配電系統(tǒng)中諧波主要存在的形式后，可以選用相應(yīng)的濾波設(shè)備。濾波設(shè)備的選擇由諧波的電流值等參數(shù)決定。在選用濾波設(shè)備的過(guò)程中，企業(yè)應(yīng)該在考慮以下下兩個(gè)因素后安裝濾波設(shè)備：（1）安裝濾波設(shè)備的方式應(yīng)該經(jīng)過(guò)認(rèn)真選擇。船舶可以根據(jù)配電系統(tǒng)

8、的實(shí)際運(yùn)營(yíng)情況，對(duì)系統(tǒng)接線方式進(jìn)行科學(xué)合理的改造。具體可以讓同屬于一根母線的兩個(gè)回路由原來(lái)的狀態(tài)改造為并行的工作連接狀態(tài)。改造完成后，濾波設(shè)備直接安裝在母線上就可以達(dá)到我們預(yù)期的諧波治理目的，這樣做也可以降低諧波治理的成本投入。（2）企業(yè)應(yīng)該認(rèn)真考察整流裝置的諧波優(yōu)化效果。整流裝置在常規(guī)上所達(dá)到的治理效果能夠滿足實(shí)際需要，但在一些特殊條件下也有達(dá)不到需求的情況。如果優(yōu)化后的整流裝置仍然不能滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或企業(yè)需求，那么就可以考慮在系統(tǒng)中繼續(xù)加裝濾波設(shè)備。但是企業(yè)也不能盲目地加裝濾波設(shè)備，在選擇安裝濾波設(shè)備之前，建議企業(yè)聘請(qǐng)專業(yè)的人員對(duì)企業(yè)配電系統(tǒng)進(jìn)行分析與評(píng)估，并提出專業(yè)合理的濾波設(shè)備安裝方案。

9、4.3降低濾波含量降低配電系統(tǒng)中濾波的含量也是有效抑制濾波產(chǎn)生的措施之一。同時(shí)這也是一種較為積極的諧波治理措施，并且具有投資低的特點(diǎn)。企業(yè)可以采用多重化整流電路法或調(diào)整脈寬法來(lái)控制濾波的含量?？刂苝wm輸出波形的轉(zhuǎn)換來(lái)達(dá)到降級(jí)濾波含量的方法被叫做條恒脈寬法。這種方法實(shí)現(xiàn)四分之一波形相互對(duì)稱，從而達(dá)到控制諧波和基波幅值的目的?？偨Y(jié)：綜上所述，船舶電力系統(tǒng)中的諧波會(huì)對(duì)企業(yè)的正常生產(chǎn)造成不可忽視的不利影響，所以積極采取相應(yīng)的治理措施對(duì)于保證船舶的正常運(yùn)轉(zhuǎn)與安全生產(chǎn)有著積極的意義。但是目前船舶電力系統(tǒng)中諧波的治理控制措施仍然存在許多不足之處，希望各位同仁能不斷地探索，并提出更為有效的諧波控制措施來(lái)保證船舶的正常運(yùn)行。參考文獻(xiàn)：1邢大江.電力諧波對(duì)電力設(shè)備的影響及其應(yīng)對(duì)策略研究j.中國(guó)設(shè)備工程，2018（06）：215-216.2叢超，胡全義，王慧武.一種基于混沌振子的電力系統(tǒng)諧波檢測(cè)新方法j.電力系統(tǒng)保護(hù)與控，2015，43（15）：7-16.3劉秀蘭，欒逢時(shí).電力諧波對(duì)電力系統(tǒng)的影響及治理方法j.電氣應(yīng)用，2015，34（s1）：125-128.4馬曉春，劉旭東.一種電力諧波分析新算法j.中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2013，33（